活体光学显微成像旨在无创地观察活体组织或模式动物体内的（亚）细胞结构并跟踪其功能动态，在生命科学和临床诊疗两方面都有广泛的应用。

相比于离体的组织切片或贴壁培养的细胞等薄样本，对活体组织的成像有两大特点，同时也是技术挑战：一是需要三维分辨（也称深度层析）能力以直接探查厚样本，二是需要具备足够的三维时空分辨率来捕捉活体的动态功能信息。

随着新型钙离子敏感荧光蛋白和能分辨单个动作电位的电压敏感分子荧光探针的发展，神经科学界亟需具备更高时空分辨率的新型三维活体显微成像技术。如何创新成像原理和采集策略，不断提升活体三维显微成像的时空分辨率、视场范围、成像深度等核心性能指标，是本课题组未来的战略方向之一。

另一方面，在诸如无创（早期）诊断、活检辅助、精微手术导航、治疗随访等临床诊疗场景中，成像装置的小型化、微型化至关重要。如何通过架构设计和核心元器件等方面的突破，创制出能实时、无创、原位在体地获取表皮下组织的三维微观病理学结构和功能信息的手持式或内窥式小型（微型）显微探头，达到“无需切片、胜似切片”的成像效果，是本课题组另一个战略方向。